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1、形变的散斑测量形变的散斑测量丛妍丛妍实验目的实验目的l了解散斑的性质及特点;了解散斑的性质及特点;l进行形变的散斑测量。进行形变的散斑测量。实验原理实验原理l测测量量形形变变的的原原理理见见图图。M1是是被被测测面面,M2是是参参考考面面。M1和和M2在在像像面面PP1上上形形成成散散斑斑干干涉涉图图。令令A1为为M1所所产产生生的的图图象象在在P点点的的振振幅幅,A2为为M2所所产产生生的的图图象象在在P点点的的振振幅幅。因因为为实实验验进进行行时时相相干干,所所以以P点点的的强强度度取取决决于于A1,A2以以及及它它们们之之间间的的相相位位差差。(合合强强度度A的的公公式式为为A2=A12
2、+A22+2A1 A2cos)。)。当当物物体体M1发发生生变变形形的的时时候候,两两个个散散斑斑场场的的光光程程差差即即位位相相差差发发生生改改变变,从从而而P点点的的强强度度发发生生改改变变。若若位位相相差差的的改改变变为为2,4,程程差差的的改改变变为为,2,则则变变形形后后的的散散斑斑强强度度与与原原来来的的一一样样,称称为为相相关关。若若程程差差改改变变为为/2,3/2,则则亮亮散散斑斑变变为为暗暗散散斑斑,暗暗散散斑斑变变为为亮亮散散斑斑,称称为为不不相相关关。根根据据M1位位置置形形状状改改变变后后散散斑斑干干涉涉图图上上干干涉涉条条纹纹的的改改变变量量,定定量量出出M1的的变形
3、量的大小。变形量的大小。实验光路实验光路实验步骤实验步骤l组组合合工工作作台台16,18的的试试件件夹夹装装入入平平面面反反射射镜镜,调调整整工工作作台台上上调调向向螺螺钉钉,使使反反射射回回的的两两束束平平行行光光经经透透镜镜20会会聚聚后后焦焦斑斑重重合合在在可可调调光光阑阑22之之通通光光孔孔,调调节节光光电电接接收收器器CMOS23在在导导轨轨上上的的位位置置使使干干涉涉条条纹纹清清晰晰,并并让让镜镜面面和和CMOS接接收收面面尽量满足物象共扼关系。尽量满足物象共扼关系。l然然后后将将工工作作台台16试试件件夹夹的的平平面面反反射射镜镜换换成成光光学学粗粗糙糙表表面面试试件件如如薄薄铜
4、铜板板,调调节节薄薄铜铜板板,使使之之通通过过透透镜镜20会会聚聚的的最最强强光光通通过过可可调调光光阑阑22,微微调调CMOS23,让让试试件件面面和和CMOS接接收收面恢复物象共扼关系。面恢复物象共扼关系。l微调试件面和参考面在像面上形成散斑干涉条纹。微调试件面和参考面在像面上形成散斑干涉条纹。l启启动动散散斑斑干干涉涉计计量量程程序序(WAVE),驱驱动动PZT,得得到到薄薄铜铜板表面位相图,保存。板表面位相图,保存。l将将工工作作台台16试试件件夹夹上上试试件件用用螺螺钉钉压压紧紧作作微微小小变变形形,运运行行散散斑斑干干涉涉计计量量程程序序,得得到到形形变变后后的的薄薄铜铜板板表表面面位位相相图图,与与步步骤骤4得得到到的的图图相相减减得得到到变变形形量量,显显示示面面形形有有关关参参数数,三三维维立体图形,干涉图等。立体图形,干涉图等。实验记录RmsPVEm变变形前形前变变形后形后差差值值思考题思考题l1散斑干涉测量与数字干涉测量有什么原散斑干涉测量与数字干涉测量有什么原理上不同?理上不同?l2散斑干涉测量的应用特点及应用前景散斑干涉测量的应用特点及应用前景l3散斑干涉测量有什么限制条件?散斑干涉测量有什么限制条件?